随着双馈式风电场大规模并网,其设计要求不断提高。集中并网风电场拓扑结构复杂,且现有风机普遍具有低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)能力,致使整个风电机群内部短路电流的计算变得困难。以往研究短路故障点多为母线PCC点处,较少考虑其他故障点,且没有考虑撬棒(Crowbar)保护是否投入。风电场集电线路距离长且回路多,常规电源的继电保护应用不仅存在适应性问题,且存在风电场继电保护与LVRT配合问题以及区域保护不协调问题。针对以上问题,对双馈式风电场短路电流计算算法和保护配合问题进行研究。首先改进了双馈式风电场短路计算算法的精确性和实用性。分别对Crowbar保护投入与变流器工作时的风电场故障情况进行仿真分析,并对风电场Crowbar保护投入阻值大小和投入时刻对故障的影响进行仿真分析。研究含Crowbar保护的双馈感应发电机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)的短路暂态特性,在分析其单机短路电流实用计算阻抗模型的基础上,通过考虑故障发生后Crowbar保护投入与否进行聚类分群,同时计及集电线路和传输线路转移阻抗,采用等功率损耗和单机加权的等值思想对风电场进行拓扑并联简化,得到风电场设计中典型故障点短路电流计算的改进算法。使用PSCAD/EMTDC软件,依托工程实例搭建风电机群仿真模型,并与国家标准方法对比,验证了改进算法的准确性与可行性。其次研究风电场集电系统整定方案,解决区域继电保护配合问题及其LVRT的协调问题。对现有箱式变压器保护和集电线路保护进行配合分析,分析考虑主要影响因素的集电线路短路电流变化曲线。结合现有集电线路的电流三段式保护整定方案,考虑其与箱式变压器保护、相邻集电线路保护以及与LVRT的配合情况,提出以自适应的反时限低电压方向保护作为主保护,电流保护作为后备保护的优化方法。在此基础上使用PSCAD软件进行算例仿真计算,验证理论分析的正确性。最后,根据以上研究成果使用C#和SQL Server编制了一款双馈式风电场设计计算软件,初步满足了设计单位的使用要求,具有可用价值。